题目：镶嵌于介质膜中的锗纳米晶的制备及其特性研究

本论文研究在硅衬底上利用磁控溅射及退火的方法制备含Ge纳米晶的SiO2复合膜。研究退火温度，Ge含量等因素对复合膜中Ge纳米晶结构的影响。提出了超晶格的制备方法，在Si衬底上制备了镶嵌于SiOXGeNy膜中的多层Ge纳米晶，用该方法提高了Ge纳米晶的密度、尺寸及空间分布的均匀性。利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、透射电子显微镜(TEM)等测试手段研究了所制备的含Ge纳米晶的SiO2复合膜的结构性质，得出主要结论如下：
1. 运用声子限域模型对样品的Raman散射光谱进行拟合，得出纳米晶粒的尺寸。模拟曲线与实验曲线峰位有所偏差，通过XRD谱分析了复合膜的内部压应力，经分析，该压应力是造成Raman模拟曲线与实验曲线峰位偏离的主要原因。
2. 退火温度对Ge纳米晶的结构有重要的影响，通过实验发现，Ge纳米晶开始结晶的温度为750℃。在相同条件下，退火温度越高，晶粒尺寸越大。但当退火温度过高时，晶粒的尺寸和数量都有所减小。因此要得到质量较高的复合膜，需要选择最佳退火温度，由实验得出样品的最佳退火温度约为900℃。
3. 相同条件下，随溅射靶中Ge含量的升高，Ge纳米晶的尺寸和数量都有所增加。当Ge含量较小时，薄膜中会有Si原子晶化的现象。Ge含量与最佳退火温度有着制约关系，随Ge含量的增加，Ge纳米晶尺寸所能达到的极值增大，达到极值所需的退火温度增高。
4. 复合膜中Ge原子结晶后，出现Ge(111)面的择优取向，而且退火温度越高，择优取向越明显。
5. 首次提出用超晶格的方法制备多层Ge纳米晶，通过交替沉积(SiO2+Ge)层和SiOxGeNy层，得到20个双层的(SiO2+Ge)/ SiOxGeNy超晶结构。实验发现，Ge纳米晶只存在于(SiO2+Ge)层中，其尺寸受到(SiO2+Ge)层厚度的限制。相对于传统的在单层SiO2膜中制备的Ge纳米晶，我们提出的超晶格方法使Ge纳米晶的密度、尺寸和空间分布都得到了很大的提高。